從分子育種的標(biāo)記開發(fā)，到物種群體的遺傳分化，隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，基于高通量的的分子標(biāo)記開發(fā)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。但是對于一些基因組較大的物種來說，基于高通量的群體分子標(biāo)記開發(fā)顯得尤為可“貴”。

近年來越來越多的物種基因組被破譯，但是仍存在超大、超復(fù)雜的基因組未公布的物種。

百邁客技術(shù)SLAF-seq（Specific-Locus Fragment Sequencing）是百邁客一套簡化基因組測序技術(shù)，利用生物信息學(xué)尋找最合適的酶對基因組進(jìn)行酶切，結(jié)合一定大小的插入片段文庫，經(jīng)高通量測序在全基因組范圍內(nèi)快速鑒定高準(zhǔn)確性的變異標(biāo)記（SNP）信息，進(jìn)行群體進(jìn)化、遺傳圖譜構(gòu)建及QTL定位、性狀關(guān)聯(lián)等分析，廣泛應(yīng)用于功能基因定位、分子育種和種質(zhì)資源鑒定等領(lǐng)域。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，SLAF-seq不受參考基因組限制，具有酶切方案靈活、避開重復(fù)序列、簡化復(fù)雜基因組等特點(diǎn)，且開發(fā)的SNP分子標(biāo)記性價(jià)比高、穩(wěn)定性好，在基因組中分布均勻，可滿足大樣本量的分析需求。

本篇推文中小編為大家介紹3個SLAF-seq在大基因組物種的應(yīng)用場景，這些文章包含了群體進(jìn)化研究、分子標(biāo)記開發(fā)等研究，為大基因組物種（有參or無參）提供了參考。

蕨類植物孢子強(qiáng)擴(kuò)散能力下生態(tài)適應(yīng)塑造的遺傳分析格局

在今年3月份發(fā)表在Molecular Ecology（IF = 6.185）上的題為“Ecological adaptation shaped the genetic structure of homoploid ferns against strong dispersal capacity”的研究中，中國科學(xué)院植物植物研究所張憲春研究組利用SLAF-seq對中華蹄蓋蕨復(fù)合群Athyrium sinense complex進(jìn)行簡化基因組測序，獲取全基因組范圍內(nèi)有代表性的SNP變異位點(diǎn)，對其群體遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，揭示了蕨類植物孢子強(qiáng)擴(kuò)散能力下生態(tài)適應(yīng)塑造的遺傳分化格局。

對包括地理距離、環(huán)境、氣候歷史和外部傳播在內(nèi)的潛在驅(qū)動因素分析發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合群以東亞35°N（即秦-巴山脈以北）為分界線，南北群體在遺傳、形態(tài)和生態(tài)水平上存在明顯差異。群體歷史動態(tài)和分布區(qū)模擬分析表明，由于第四紀(jì)氣候的變化，導(dǎo)致了該類群能夠從亞洲東北部向西南部遷移并定居于新的生境。此外，除了生態(tài)適應(yīng)性外，該研究還發(fā)現(xiàn)林冠郁閉度、風(fēng)向以及生境連續(xù)性都可能限制基因流的影響。這些結(jié)果為蕨類植物時(shí)空演化模式的研究提供了新的思路，強(qiáng)調(diào)了生境異質(zhì)性在驅(qū)動遺傳分化對強(qiáng)擴(kuò)散能力的影響。

圖1?中華蹄蓋蕨復(fù)合群的南北遺傳分化模式

中間偃麥草和十倍體長穗偃麥草2St和3St染色體的FISH核型構(gòu)建及特異分子標(biāo)記開發(fā)

同樣是3月份發(fā)表在BMC Plant Biology（IF = 4.215）上的題為“Molecular cytogenetics and development of St-chromosome-specific molecular markers of novel stripe rust resistant wheat–Thinopyrum intermedium and wheat–Thinopyrum ponticum substitution lines”的研究中，西北農(nóng)林科技大學(xué)吉萬全團(tuán)隊(duì)以小麥-中間偃麥草和小麥-十倍體長穗偃麥草為親本材料，創(chuàng)制了6個小麥-偃麥草二體異代換系（DSLs），均高抗小麥條銹病，可作為小麥抗病育種的橋梁材料?；诜肿蛹?xì)胞遺傳學(xué)鑒定結(jié)果，從部分St染色體進(jìn)行比較分析，明確了6個材料的染色體構(gòu)成情況；針對外源染色體的FISH核型進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)十倍體長穗偃麥草攜帶了可穩(wěn)定遺傳的St組染色體。

基于SLAF-seq技術(shù)，開發(fā)了兩個2號染色體特異性標(biāo)記(PTH-005和PTH-013)和兩個3號染色體特異性標(biāo)記(PTH-113和PTH-135)，進(jìn)一步驗(yàn)證表明，新開發(fā)的標(biāo)記可用于普通小麥背景中St染色體的高效鑒定，具有應(yīng)用價(jià)值。

圖2?農(nóng)藝性狀及條銹病抗性評價(jià)

中國大鯢印證了神秘隱蔽物種的滅絕

此外，2018年發(fā)表在Current Biology（IF = 10.814）的中國大鯢研究中，研究人員收集了70個野生地采集的1034個個體，通過SLAF-seq對中國大鯢的分類進(jìn)行研究。基于23,159個SNPs位點(diǎn)和mtDNA的野生采集個體的遺傳多樣性分析顯示：中國大鯢至少具有5個明顯的分群（圖3）。此外還有一些未被鑒定的種（圖3：U1，U2）。譜系A(chǔ)-E，在4.71-10.25Mya間開始分化，并與河流排水相關(guān)。基于農(nóng)場育種的中國大鯢個體的mtDNA和微衛(wèi)星序列的遺傳多樣性分析顯示其具有廣泛的遺傳混合，特別是，漸滲種類B來自陜西黃河流域。通過農(nóng)業(yè)混種導(dǎo)致了分化于四百萬年前的中國大鯢發(fā)生了雜交，這種雜交方式不足為奇，另有研究報(bào)道過在日本本土，中國大鯢的引種和日本大鯢發(fā)生了雜交。

分子分析揭示了被低估的物種多樣性，特別是在兩棲動物中。這暗示了仍然有很多物種由于缺少形態(tài)分化，未被鑒定識別，甚至包括那些看似像中國大鯢的物種。由于分類的不確定性，可能妨礙物種的有效保護(hù)。本研究結(jié)果表明：中國大鯢及其它高級瀕危物種的現(xiàn)存保護(hù)策略亟需更新，建議對所有受威脅的分類群進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究，特別是那些歸為當(dāng)前或未來育種保護(hù)計(jì)劃中的類群。

圖3?野生型和飼養(yǎng)型中國大鯢的mtDNA的單倍型分化與群體結(jié)構(gòu)分析

以上研究不難看出，SLAF-seq技術(shù)無論在有參考基因組還是無參考基因組物種中，均可以幫助我們低成本、高性價(jià)比地開發(fā)全基因組范圍內(nèi)的分子標(biāo)記，尤其在大基因組物種中，更加略勝一籌～如您有較大基因組物種的群體研究需求，歡迎點(diǎn)擊下方按鈕與我們聯(lián)系～我們將免費(fèi)為您設(shè)計(jì)文章思路方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] Liang SQ, Zhang XC, Wei R. Ecological adaptation shaped the genetic structure of homoploid ferns against strong dispersal capacity. Mol Ecol. 2022 Mar 7.

[2] Wang S, Wang C, Feng X, et al. Molecular cytogenetics and development of St-chromosome-specific molecular markers of novel stripe rust resistant wheat-Thinopyrum intermedium?and wheat-Thinopyrum ponticum?substitution lines. BMC Plant Biol. 2022;22(1):111.

[3] Yan F, Lü J, Zhang B, et al. The Chinese giant salamander exemplifies the hidden extinction of cryptic species. Curr Biol. 2018;28(10):R590-R592.?